工程热力学经典例题

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工程热力学例题

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工程热力学例题

1.已知一闭口系统沿a c b途径从状态a变化到状态b时,吸入热量80KJ/kg,并对外做功 30KJ/Kg。 (1)、过程沿adb进行,系统对外作功10KJ/kg,问系统吸热多少?

(2)、当系统沿曲线从b返回到初态a、外界对系统作功20KJ/kg,则系统与外界交换热量的方向和大小如何?

(3)、若ua=0,ud=40KJ/Kg,求过程ad和db的吸热量。

解:对过程acb,由闭口系统能量方程式得:

(1)、对过程adb闭口系统能量方程得:

(2)、对b-a过程,同样由闭口系统能量方程得:

即,系统沿曲线由b返回a时,系统放热70KJ/Kg。

(3)、当ua=0,ud=40KJ/Kg,由ub-ua=50KJ/Kg,得ub=50KJ/Kg,且:

(定容过程过程中膨胀功wdb=0)

过程ad闭口系统能量方程得:

过程db闭口系统能量方程得:

2.安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h,假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了:(1)在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少?(2)把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统,假设对外界没有传热,系统内能变化多少?如何解释空气温度的升高。 解:(1)热

工程热力学经典例题-第六章 - secret

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6.4 典型题精解

例题6-1利用水蒸气表判断下列各点的状态,并确定其h,s,x的值。

?1?p1?2MPa,t1?300?C?2?p2?9MPa,v2?0.017m3/kg ?3?p3?0.5MPa,x3?0.9

?4?p4?1.0MPa,t4?175?C?5?p5?1.0MPa,v5?0.2404m3/kg解 (1)由饱和水和饱和蒸汽表查得 p=2MPa时,ts?212.417?C显然t?ts,可知该状态为过热蒸汽。查未饱和水过热蒸汽表,得

p?2MPa,t?300?C时h?3022.6kJ/kg,s?6.7648kJ/(kg?K),对于过热蒸汽,

干度x无意义。

(1) 查饱和表得p=9MPa时,v?0.001477m/kg,v?0.020500m/kg,可见

'3''3v'?v?v\,该状态为湿蒸汽,其干度为

v?v'(0.017?0.001477)m3/kg??0.8166 x?\v?v'(0.020500?0.001477)m3/kg又查饱和表得p?9MPa 时

h'?1363.1kJ/kg,h''?2741.9kJ/kgs?3.2854kJ/(kg?K),s?5.6771kJ/(kg?K)'''

工程热力学经典例题-第六章 - secret

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6.4 典型题精解

例题6-1利用水蒸气表判断下列各点的状态,并确定其h,s,x的值。

?1?p1?2MPa,t1?300?C?2?p2?9MPa,v2?0.017m3/kg ?3?p3?0.5MPa,x3?0.9

?4?p4?1.0MPa,t4?175?C?5?p5?1.0MPa,v5?0.2404m3/kg解 (1)由饱和水和饱和蒸汽表查得 p=2MPa时,ts?212.417?C显然t?ts,可知该状态为过热蒸汽。查未饱和水过热蒸汽表,得

p?2MPa,t?300?C时h?3022.6kJ/kg,s?6.7648kJ/(kg?K),对于过热蒸汽,

干度x无意义。

(1) 查饱和表得p=9MPa时,v?0.001477m/kg,v?0.020500m/kg,可见

'3''3v'?v?v\,该状态为湿蒸汽,其干度为

v?v'(0.017?0.001477)m3/kg??0.8166 x?\v?v'(0.020500?0.001477)m3/kg又查饱和表得p?9MPa 时

h'?1363.1kJ/kg,h''?2741.9kJ/kgs?3.2854kJ/(kg?K),s?5.6771kJ/(kg?K)'''

工程热力学经典例题-第十章 - secret

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10.5 典型题精解

例题10-1 图10-20中的定容加热循环1-2-3-4-1与定压加热循环

1?2'?3'?4'?1,其工质均为同种理想气体,在T3?T3'条件下,哪个热效率高?

解 图10-21为循环的T-s图。显然定压加热循环1?2?3?4?1的平均吸热温度高于定容加热循环1-2-3-4-1,而平均放热温度,比定容加热循环的低,所以定压加热循环的热效率高。 例题10-2 以下各题中的循环1-2-3-1称为A循环,循环1?2?3称为B循环,A、B循环的工质均为同种理想气体。试在不同条件下,比较每题中A、B两可逆循环热效率的高低。

解 4个小题中,A、B循环所对应的T-s图如图10-22b~10-25b所示。

(1)因 ?T?''''''wnetwnet? q1wnet?q2'从图10-22b看到,A循环的放热过程为3-1,B循环的放热过程为3?1,显然q2,A?q2,B,而已知条件为wnet,A?wnet,B,所以,?t,A??t,B

(2)如图10-23b看到 q1,A?q1,B q2,A?q2,B 所以 ?t,

工程热力学试卷与答案 - - 经典

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一、是非判断:是在()内画“+”号,非在()内画“—”号,每题1分,共10分

1、 热力系是指所有参与热力过程的物体群()。 2、 绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增()。 3、 状态方程是描述状态参数之间关系的方程()。

4、 平衡状态是指在没有外界作用的条件下,热力系宏观性质不随时间变化

的状态()。 5、 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数()。 6、 工质经过不可逆过程的熵变必然等于经历可逆过程的熵变()。 7、 理想气体的热力学能、焓和熵都仅仅是温度的单值函数()。 8、 理想气体绝热节流后温度不变()。

9、 在φ=1时,干球温度t湿球温度tw和露点温度td不相等()。

10、任何动力循环,循环净功w0总等于循环净热量q0,即总有w0= q0()。 二、选择填空:每题1分,共10分

1、绝热系与外界没有()交换。 A、热量 B、物质 C、功 2、在所列的压力中哪个不是状态参数()。 A、绝对压力 B、分压力 C、表压力 3、功损来自于()。

A、不等温传热 B、物质交换 C、运动摩擦 4、不可逆损失来源于()。

A、运动摩擦 B、不等温传热 C、任何

工程热力学

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1-3

1-4

1-8

2-4

2-5

2-6 50kg废气和75kg的空气混合。已知废气中各组成气体的质量分数为

wco2?14%,wo2?6%,w?2O?5%,wN2?75%,空气中 O2,N2的质量分数为wo2?23.2%,wN2?76.8%。混合后气体压力 p?0.3MPa,试求混合气体的: (1)质量分数;(2)折合气体常数;(3)折合摩尔质量 ;(4)摩尔分数;(5)各组成气体的德分压力。

解:(1)混合后气体的质量m?75?50?125kg,其中

mCO2?wCO2?m?0.14?50kg?7kg mH2O?wH2O?m?0.05?50kg?2.5kg

mO2?wg,O2?mg?wa,O2?ma?0.06?50kg?0.232?75kg?20.4kg mN2?wg,N2?mg?wa,N2?ma?0.75?50kg?0.768?75kg?95.1kg 因此,质量分数 wCO2?mCO2mmH2Om??7kg?0.056

50kg?75kg2.5kg?0.020

50kg?75kg wH2O?? wO2?mO2m20.4kg?0.163

50kg?75kg wN2?mN2m?95.1kg?0.761

50kg?75kg核

工程热力学

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第一章 基本概念

思 考 题

1、 如果容器中气体压力保持不变,那么压力表的读数一定也保持不变,对吗?

答:不对。因为压力表的读书取决于容器中气体的压力和压力表所处环境的大气压力两个因素。因此即使容器中的气体压力保持不变,当大气压力变化时,压力表的读数也会随之变化,而不能保持不变。 2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系

答:平衡(状态)值的是热力系在没有外界作用(意即热力、系与外界没有能、质交换,但不排除有恒定的外场如重力场作用)的情况下,宏观性质不随时间变化,即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无关。所以两者是不同的。如对气-液两相平衡的状态,尽管气-液两相的温度,压力都相同,但两者的密度差别很大,是非均匀系。反之,均匀系也不一定处于平衡态。

但是在某些特殊情况下,“平衡”与“均匀”又可能是统一的。如对于处于平衡状态下的单相流体(气体或者液体)如果忽略重力的影响,又没有其他外场(电、磁场等)作用,那么内部各处的各种性质都是均匀一致的。 3、“平衡”和“过程”是矛盾的还是统一的?

答:“平衡”意味着宏观静止,无变化,而“过程”意味着变化运动,意味着平衡被破坏,所以二者是有矛盾的。对一个热力系来说,或是平衡,静止不动,

2013年-雪慕冰-工程热力学第二章经典例题

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2013年-雪慕冰-工程热力学第二章经典例题

2.5 典型例题

例题2-1 一个装有2kg工质的闭口系经历如下过程:过程中系统散热25kJ,外界对系统做功100kJ,比热力学能减少15kJ/kg,并且整个系统被举高1000m。试确定过程中系统动能的变化。

解 由于需要考虑闭口系统动能及位能的变化,所以应用第一定律的一般表达式(2-7b),即

Q??U?于是 ?KE?12m?cf?mg?z?W 212m?cf?Q?W??U?mg?z 2 ?(?25kJ)?(?100kJ)?(2kg)(?15kJ/kg) ?(2kg)?(9.8m/s)(1000m?10) =+85.4kJ 结果说明系统动能增加了85.4kJ。 讨论

(1) 能量方程中的Q,W,是代数符号,在代入数值时,要注意按规定的正负号含

代入。?U,mg?z及

2-312m?cf表示增量,若过程中它们减少应代负值。 2?3(2) 注意方程中每项量纲的一致,为此mg?z项应乘以10。 例题2-2 一活塞汽缸设备内装有5kg

2013年-雪慕冰-工程热力学第二章经典例题 -

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2013年-雪慕冰-工程热力学第二章经典例题

2.5 典型例题

例题2-1 一个装有2kg工质的闭口系经历如下过程:过程中系统散热25kJ,外界对系统做功100kJ,比热力学能减少15kJ/kg,并且整个系统被举高1000m。试确定过程中系统动能的变化。

解 由于需要考虑闭口系统动能及位能的变化,所以应用第一定律的一般表达式(2-7b),即

Q??U?于是 ?KE?12m?cf?mg?z?W 212m?cf?Q?W??U?mg?z 2 ?(?25kJ)?(?100kJ)?(2kg)(?15kJ/kg) ?(2kg)?(9.8m/s)(1000m?10) =+85.4kJ 结果说明系统动能增加了85.4kJ。 讨论

(1) 能量方程中的Q,W,是代数符号,在代入数值时,要注意按规定的正负号含

代入。?U,mg?z及

2-312m?cf表示增量,若过程中它们减少应代负值。 2?3(2) 注意方程中每项量纲的一致,为此mg?z项应乘以10。 例题2-2 一活塞汽缸设备内装有5kg

工程热力学答案

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工程热力学答案

一、填空题 第一章

1.功和热量都是与 过程 有关的量。 2.热量的负值代表 工质向外放热 。 3.功的正值代表 工质膨胀对外作功 。

4.循环中各个过程功的代数和等于 循环净功 。 5.循环中作功与耗功的绝对值之差等于 循环净功 。 6、热效率ηt定义为 循环净功与消耗热量的比值 。

7.如果工质的某一热力学量的变化量与过程路径无关,而只与过程的初态和终态有关,则该热力学量必是一个 状态 参数。 8.如果可使工质沿某一过程相同的途径逆行回复到原态,并且 与之相关的外界也回复到原态、不留下任何变化 ,则该过程为可逆过程。

9.不存在任何能量的不可逆损耗的准平衡过程是 可逆 过程。

10.可逆过程是指 工质能经原过程路径逆向进行恢复到初态,并在外界不留下任何改变的过程 。

11.平衡过程是 整个过程中始终保持热和力的平衡的过程 。

12.热力系统的平衡状态是指在 不受外界影响 的条